子任务三 电阻点焊
目标要求
1.掌握电阻点焊机的正确操作方法。
2.掌握薄板电阻点焊操作技术。
一、任务
任务单如图6.17所示。

图6.17
二、任务准备
(1)焊件:Q235钢板,规格为180mm×100mm×1mm,每组两块。
(2)点焊机:DN2—200型电阻点焊机。
(3)辅助工具与辅助材料:扳手、锉刀、砂布等。
三、任务相关知识
利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻热能,将被焊金属加热到局部熔化或达到高塑性状态,在外力作用下形成牢固的焊接接头的过程称为电阻焊。电阻焊的方法有点焊、缝焊、凸焊和对焊,见图6.18。

图6.18
(a)点焊;(b)缝焊;(c)凸焊;(d)对焊
电阻焊具有以下优点。
(1)焊接生产率高。如点焊机每分钟约可焊接60点,若用快速点焊机则可焊500点以上;对焊直径40mm的棒材每分钟可焊一个接头;缝焊厚度1~3mm的薄板,每分钟可焊0.5~1m,非常适用于大批量生产。
(2)焊缝质量好。冶金过程简单,焊缝化学成分均匀,基本上与母材一致。
(3)成本低。不用填充材料和保护气体,除必要的电力消耗外,几乎没有其他消耗。
(4)劳动条件好。焊接过程中没有较强的弧光辐射和有害气体的侵蚀。但是,电阻焊受焊件厚度、形状和接头形式的限制,对焊件焊后没有简单易行的无损检测手段,因此,重要的结构件使用电阻焊时应慎重。
1.DN2—200型点焊机
DN2—200型点焊机见图6.19,由机身,焊接变压器,压力传动装置,气路系统,上、下电极,水冷系统及控制系统等组成。

图6.19
(a)点焊机外形;(b)点焊机构造
1—电磁气阀;2—减压器;3—变压器;4—调节闸刀;5—管柱;6—槽钢支柱;7—软铜片组;8—支臂;9—下电极;10—铜块;11—上电极;12—滑块;13—上悬臂;14—导轨;15—活塞气缸;16—手动三通阀;17—转换开关;18—小开关
(1)机身。机身的两根管柱作为储气室,可保证焊机有足够工作压力;机身的上部有悬臂用以安装压力传动机构,悬臂的左面装有转换开关、小开关和手动三通阀;机身的顶部有电磁气阀和减压器等,中部装有支臂用以支撑下电极部分,内部装有焊接变压器。
(2)焊接变压器。焊接变压器是供给焊接电流的,主要通过改变调节闸刀(4把)位置来改变焊接变压器初级线圈的圈数,从而改变次级电压(可获得16个级别的次级电压)达到改变焊接电流的目的。
(3)压力传动装置。本装置属气压传动,主要由活塞式汽缸、导轨和滑块等组成。滑块与汽缸的下活塞杆及上电极臂相连。当活塞杆上下移动时,带动滑块在导轨内移动,促使上电极上下运行,可以对焊件进行加压和导电。
(4)气路系统。主要由减压器、电磁气阀、节气阀、手动三通阀、连管和储气管等组成,其作用是控制活塞式汽缸的行程,使上电极动作,实现对焊件加压。
①减压器。减压器将气源管路系统中的高压气体减压,并调节到电极工作时需要的压力,靠它维持这个压力稳定,从而保证焊接质量。
②电磁气阀。电磁气阀控制上电极的上升和下降动作。
③手动三通阀。手动三通阀控制电极的辅助行程,当在电极间装取焊件或装拆电极而需增大电极行程时,可转动手动三通阀。
(5)上、下电极。电极用于向焊接区传导焊接电流、传递压力以及导散焊件热量。
(6)水冷系统。冷却水通过分配器对焊接变压器次级线圈、上下电极压块、上下电极臂及电极进行冷却。
(7)控制系统。控制系统由时间调节器和同期断续器及相应的开关、旋钮、脚踏开关等组成。DN2—200型时间调节器用于对焊机焊接程序(预压、焊接、锻压、休止)的控制,KD—100型同期断续器用于焊机主电源变压器(初级)的通断和焊接工艺参数(即焊接电流大小、焊接时间长短)的调节等。
2.电阻点焊机的故障及排除方法
DN2系列点焊机故障及排除方法见表6.7。
表6.7 DN2系列点焊机故障及排除方法

续表

3.电阻点焊工艺参数
电阻点焊的工艺参数包括焊接电流、电极压力、通电时间及电极工作表面尺寸等,对焊点熔核尺寸有一定的影响,焊点剖面示意图见图6.20。

图6.20
d核—熔核;d塑—塑性环;t—焊件厚度;h1—压坑深度;h—熔深
(1)焊接电流。焊接电流太大时焊件熔化过快,熔核未形成导致飞溅产生,引起烧毁焊件;电流过小时,则来不及形成熔核或熔核太小,接头强度低。
(2)电极压力。电极压力过大,焊件加热不足,熔核小,甚至不能形成熔核;压力过小,则容易导致焊件表面产生飞溅。
(3)焊接通电时间。焊接通电时间的长短对形成熔核的影响与焊接电流相似。
(4)电极工作表面尺寸。熔核的直径(d核)与电极工作表面直径(d极)有关,通常有d核= (0.9~1.4)d极,但焊点核心尺寸还与焊件厚度有关,因此电极工作表面尺寸可根据焊件厚度和电极形状来决定。
低碳钢点焊时的工艺参数见表6.8。
表6.8 低碳钢点焊焊接工艺参数

四、任务实施
1.确定点焊工艺参数,见表6.9
表6.9 电阻点焊焊接工艺参数

2.启动焊机并调节参数
(1)合上电源开关,慢慢打开冷却水阀,并检查排水管是否有水流出。接着打开气源开关,按焊件要求参数调节气压。检查电极的相互位置,调节上、下电极,使接触表面对齐同心并贴合良好。
(2)根据焊接要求,通过焊接变压器和控制系统调整各开关及旋钮,调节焊接电流、预压时间、焊接时间、锻压时间、休止时间等工艺参数。
(3)按动启动按钮,接通控制系统,指示灯亮时,表示准备工作结束,可以开动焊机进行焊接。
3.焊接操作
操作者呈站立姿势,面向电极,右脚向前跨半步踏在脚踏开关上,左手持焊件,右手搬动开关或手动三通阀,然后按以下步骤进行操作。
(1)预压。将焊件放置在下电极端头处,踩下脚踏开关,电磁气阀通电动作,上电极下降压紧焊件,经过一定的时间预压。
(2)焊接。触发电路启动工作,按照已调好的焊接电流对焊件进行通电加热,经过一定的时间,触发电路断电,焊接结束。
(3)锻压。在焊件焊点的冷凝过程中,经过一定时间的锻压后,电磁气阀随之断开,上电极开始上升,锻压结束。
(4)休止。经过一定的休止时间,抬起脚踏开关,即一个焊点焊接过程结束,为下一个焊点焊接做好准备。
4.停止操作
焊接停止时,应先切断电源开关,约10min后再关闭冷却水。
五、任务分配
焊件:Q235钢板,规格为180mm×100mm×1mm。每组两块,按图6.17要求练习。
点焊机:DN2—200型电阻点焊机。
单件工时:15min。
六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)
(1)要保证焊接处焊件的贴合紧密,否则容易引起过热、烧穿、裂纹和金属飞溅。
(2)操作中要保证工艺参数稳定,以确保点焊质量。当电极压力超出选定参数时应停止焊接,将压力调到稳定后再继续焊接。
(3)若焊机的机臂温度高于75℃或操作中出现其他问题时,应处理妥当后再继续焊接,以免影响焊接工艺参数的稳定性和焊接质量。
八、复习思考题
(1)怎样启动和操作点焊机?
(2)点焊时常见的缺陷有哪些,如何防止?